機器視覺的概念及原理

機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。通過機器視覺產(chǎn)品(如工業(yè)相機等)，將被攝取目標轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng);圖像系統(tǒng)會對這些信號進行各種運算來抽取目標的表面特征或行為特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設備動作。

在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì) 量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

如上圖，是一個完整的機器視覺系統(tǒng)，左邊矩形框內(nèi)，屬于機器視覺的范疇。機器視覺的范疇包含相機、鏡頭、光源和相應的算法和軟件。

機器視覺技術(shù)在安防領(lǐng)域的應用

機器視覺在安防領(lǐng)域應用較為廣泛。比如：

智能交通：在交通行業(yè)，與其他識別技術(shù)相比，機器視覺具有成本低、穩(wěn)定性強、準確性高、應用范圍廣等優(yōu)點，目前已經(jīng)在國內(nèi)外高速公路和公路的交通監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應用,比如車牌識別、車身顏色識別、車型識別、違章識別、車流量統(tǒng)計、流量控制等。

雙目/多目立體視覺：雙目立體視覺技術(shù)是基于視差原理，并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置偏差，來獲取物 體三維幾何信息的方法。雙目立體技術(shù)核心目的是提高識別的準確率，由于立體視覺技術(shù)形成的視場中帶有物體的三維幾何信息，因此能夠有效的設定檢測規(guī)則，排 除光線、影子等干擾因素，大幅度提高智能分析的準確度。采用雙相機或者多相機，對視場內(nèi)空間的自由運動的三維位置坐標及姿態(tài)進行高精度的測量，可以根據(jù)標 定結(jié)果對運動目標進行高精度跟蹤。由于雙目/多目立體視覺能夠辨識目標的三維坐標、姿態(tài)、相對距離、與背景環(huán)境的空間距離，因此能適應復雜的跟蹤背景環(huán) 境。

儀表讀數(shù)獲取和監(jiān)測：目前儀表主要分為指針式儀表和數(shù)顯式儀表。指針式儀表簡單可靠,維護容易,價格低廉.不僅種類多,而且數(shù)量 大,如壓力表、百分表、千分表、汽車儀表、航空儀表等等.數(shù)顯式儀表讀數(shù)準確方便，測量速度快。在某些情況下，需要對這些儀表的讀書進行監(jiān)控。而這對于檢 定人員來說無疑是一項枯燥而令人厭倦的工作。受人的主觀因素如人的觀測角度、觀測距離及疲勞強度等影響,誤差可能會很大,可靠性不高,而且檢定效率低,勞 動強度大。機器視覺的數(shù)顯儀表讀數(shù)技術(shù)，是實現(xiàn)各種數(shù)顯儀表互聯(lián)、集成和監(jiān)控，方便實現(xiàn)管控一體化技術(shù)。

機器視覺的發(fā)展前景

采用機器視覺可以完成人工很難實現(xiàn)的任務，特別是在需要高速、高精度要求的系統(tǒng)中。比如，電子制造業(yè)、汽車制造業(yè)、包裝與印刷業(yè)、化工、能源、加工機械 等行業(yè)都是機器視覺的用戶或者潛在用戶。一方面，從國際市場看，機器視覺目前最大的應用領(lǐng)域是半導體電子制造業(yè)。而中國目前已經(jīng)成為全球最主要的生產(chǎn)制造 基地，全球一半以上的手機是中國制造，很多半導體公司都在中國設有生產(chǎn)工廠，這些企業(yè)需要大量的機器視覺系統(tǒng)。另一方面，中國的工業(yè)生產(chǎn)正從依賴廉價勞動 力轉(zhuǎn)向更高程度的自動化生產(chǎn)，這也帶來了對自動化設備的大量需求。另外，中國早期的工業(yè)設備自動化程度普遍較低，需要大量的更新?lián)Q代，這些都構(gòu)成了對包括 機器視覺在內(nèi)的自動化設備的龐大市場需求。

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